Page 245 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

第 1 期 杜明辉等：O -PAC-陶瓷膜耦合技术处理苯酚废水性能研究 · 241 ·
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的使用寿命 。目 前 O 与 3 GA 的耦合技术主要有 控制 在 140～150 mg/L，流量 为 20 mL/min。在反应
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O -生物活性炭 、活性炭-O -混凝 、O -活性炭-生 器内装有磁力搅拌器，底部为凹槽状结构并覆盖有
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化工艺 等。 陶瓷膜膜片，陶瓷膜与杯体连接处以硅胶密封圈封
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在此基础上，通过缩 小 GA 粒径至µ m 级制备 紧，过滤后的废水通过凹槽收集并由排水口流入反
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的粉末活性炭（PAC）具备更强的吸附能力和容量， 应器外部的收集器，通过收集器质量变化，得到陶瓷
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从这一点来看，O -PA 协同废水工艺更具发展潜力 。 膜片的过滤体积。
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但是，在目前的实际工程中仍普遍 以 O -GA 的使
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用为主，PA 的应用研究主要集中于突发事故的应
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急处理 ，其主要原因是水体中残留 的 PA 无法通
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过自然沉降、混凝-絮凝、砂滤等常规水处理工艺进
行去除和分离导致二次污染及资源浪费，与此同时，
O 具有强氧化性，传统材料制作的过滤膜和网等容
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易 被 O 氧化进而影响分离效果。陶瓷膜分离技术
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是一种新兴的膜技术，与有机膜相比，陶瓷膜主要由
Al O 、TiO 、SiO 等无机物烧结制备而成，因此，陶
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瓷膜具有更优秀的机械强度、抗氧化性以及稳定
性 。在保证通量的前提下，采用陶瓷膜 对 O -PAC
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技术中 的 PA 进行回收具备可行性。 图 1 试验装置
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Fig.1 Experimental apparatus
笔者以苯酚为目标污染物，构建 了 O -PAC-陶
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瓷膜的耦合体系，通 过 O -PA 技术对废水进行处理 1.2.2 试验方法
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并采用陶瓷膜片分离反应过程中 的 PA 以备重复 试验分 为 2 个部分且均在室温（25 ℃）条件下进
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使用。分别考察技术运行过程中 的 CO D 去除率和 行：1）O -PA 氧化试验。 将 PA 和 150 m 模拟苯
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膜 污 染 情 况 ， 并 进 一 步 通 过 串 联 阻 力 模 型和 酚废水的混合物通过进水口通入反应器中，关闭进
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Hermans-Brede 恒压过滤模型对这一过程中陶瓷膜 水口并采 用 O 进行曝气处理模拟废水（此时排水口
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的污染机制进行分析，以期 为 O -PA 技术的推广和 为关闭状态，N 进气口作 为 O 尾气排口），每隔一
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应用提供可行途径，并为其他能够 与 O 形成良好协 段时间打开排水口取样，记录这一过程 中 CO 的变
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同作用的粉态物质的实际应用提供技术参考。 化；以 无 O 曝气试验作为对比，以考 察 PA 吸附对
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氧化效果的影响；待反应一段时间，液 相 O 浓度不
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1 材料与方法
再变化时，停 止 O 曝气，监测反应开始至停止曝气
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1.1 试验材料 后液 相 O 浓度变化。2）陶瓷膜过 滤 PA 试验。模
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O 由北京同林科技有限公司生产 的 3S-T 型臭 拟废水氧化结束后关 闭 O 进气口，同时打 开 N 进
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氧发生器制备，臭氧发生器气源 为 99.99 % 纯氧；试 气口通 入 N 以提供过滤所需压力，PA 与废水的混
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验用苯酚为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公 合液分别在不同压力下通过陶瓷膜片，收集电子秤
司；GA C 为商售椰壳 GAC，使用破碎机粉碎后经 监测的过滤后的废水质量数据进行分析。在上述试
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30 目标准筛筛分得到试验 用 PAC；陶瓷膜由江西 验基础上，在操作压力 为 0.06 MP 时，调节磁力搅拌
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萍 乡 永 光 陶 瓷 设 备 有 限 公 司 制 造 ， 主 要 成 分为 的转速（0～1 500 r/min)，分析膜污染形成机制与膜
Al O 和 3 SiO ，膜孔径约 为 5 µm，膜表面直径 为 40 表面流速对膜污染的影响。
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mm；试验用水为去离子水，模拟废水通过苯酚和去 当 PA 与废水的分离完成后，在废水进水口注
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离子水配置，CO 约 为 160 mg/L，p 约 为 7。 入与初始试验相同体积的废水并继续重复上述试验
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1.2 试验装置与方法 6 次，以考察该项技术的稳定性。
1.2.1 试验装置 1.3 检测手段
试验装置如 图 1 所示，试验反应器主体为改装 1.3.1 O -PA 氧化试验
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后的陶瓷膜超滤杯，超滤杯有效容 积 200 mL，滤杯顶 采 用 CO D 快速测定仪（5B-3B，连华科技）测定
部 封 闭 并设置有 O 、N 进气口和进水 口，其中 COD；采用液相臭氧测量计（英国百灵达）测定液相
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O 通过一根细管进入反应器内部进行曝气，O 浓度 O 浓度；采用臭氧浓度检测器（3S-J5000，北京同林）
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